一种柔性直流输电用固封式快速真空接触器的制作方法

本实用新型涉及真空接触器领域，具体是一种柔性直流输电用固封式快速真空接触器。

背景技术：

柔性直流输电系统是基于电压源换流器和脉宽调制技术的的新一代直流输电系统(英文简称：VSC-HVDC)，其优势主要在孤岛供电、有功功率与无功功率控制、长距离输电、新能源消纳、成本控制等方面。国内已有多家公司致力于柔性直流输电工程的开发和建设。该系统中功率模块需配用快速接触器，在主回路故障时能快速旁路接通主电路，实现供电的连续性。快速真空触器要求体积小、载流量大、绝缘性能高、合闸速度快、性能可靠。目前直流输电系统中的快速接触器产品，体积较大，绝缘性能不高，且多为敞开式结构，长期带电运行后很容量产生积尘，为电力系统的安全运行留下隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种柔性直流输电用固封式快速真空接触器，解决了现有直流输电系统中的快速接触器产品体积较大，绝缘性能不高，且多为敞开式结构等缺陷。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

本实用新型提供的一种柔性直流输电用固封式快速真空接触器，包括主导电回路，所述主导电回路连接有操动机构，所述操动机构连接有永磁机构；其中：

所述主导电回路包括采用环氧材料制成的固封极柱，所述固封极柱内设置有静出线座，所述静出线座与其下方设有的真空灭弧室的静导电杆连接，所述真空灭弧室的动导电杆上连接有动出线座，所述动出线座的下方设置有绝缘子，所述绝缘子设置在主导电回路与操动机构之间，且其与动导电杆连接；

所述操动机构包括接触器框架，所述框架内设置有双头螺杆，所述双头螺杆的上端与绝缘子的下端连接，中部设置有拐臂，所述拐臂的一端连接有弯板，另一端连接有分合闸指示；下端与永磁机构相连接。

优选地，所述静出线座、真空灭弧室和动出线座均浇注在固封极柱上，所述固封极柱的下端开设有第一空腔，所述绝缘子的上端置于第一空腔内。

优选地，所述静出线座与真空灭弧室上的静导电杆之间通过第一紧固螺钉固定连接；所述动出线座与真空灭弧室上的动导电杆之间采用滑动连接，且动出线座上设置有凹槽，所述凹槽内设有弹簧触指。

优选地，所述绝缘子内开设有T型内腔，所述T型内腔的大端设有盖板，所述盖板上开设有外螺纹，用以与大端内腔上开设的内螺纹旋转配合；其小端装设有触头弹簧。

优选地，所述绝缘子与动导电杆通过连接螺钉连接，所述连接螺钉为倒“T”型结构，其上端为外螺纹杆，中部设有第一外六方台阶，下端为圆柱端；其中，所述连接螺钉上端穿过盖板上的内六方定位孔与动导电杆连接；下端置于所述绝缘子上的内腔小端；中部的第一外六方台阶与盖板上的内六方定位孔相配合。

优选地，所述双头螺杆的上端设有反丝螺纹，下端设有正丝螺纹，中部设有带凹槽的第二外六方台阶，其中，反丝螺纹端固定连接在绝缘子下端设的内置反丝螺孔上，正丝螺纹端与永磁机构连接，所述拐臂间隙地穿过中部第二外六方台阶上的凹槽。

优选地，所述双头螺杆的正丝螺纹端依次穿过永磁机构中设有的隔磁铝板、静铁芯、分闸弹簧，最终固定连接在永磁机构的动铁芯上，从而实现永磁机构动铁芯与真空灭弧室上的动导电杆的联动。

优选地，所述弯板固定在所述框架的内侧壁上，且与拐臂通过轴连接。

优选地，所述接触器框架内还设有L型连板，所述L型连板的一端与绝缘子连接，另一端与永磁机构内设有的辅助开关连接。

优选地，所述接触器框架上还设置有封板，使得操动机构构成了一个全封闭式结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种柔性直流输电用固封式快速真空接触器，通过永磁机构向操动机构中的双头螺杆提供向上的动力，使得双头螺杆通过绝缘子带动动导电杆一起向上运动，动导电杆带动动触头向上运动，进而使动触头与静触头接触，完成合闸动作；通过手动操作拐臂，使得拐臂带动双头螺杆向下运动，进而使动触头与静触头分离，完成分闸动作。本实用新型主导电回路采用了全绝缘、整体全封闭式结构，操动回路封闭在接触器框架内，除一二次接线端子外，其余元器件均无外露，整体美观，抗污秽等级d级。本实用新型结构体积小、工作电流大(可至2000A)、绝缘性能高、合闸速度快(≤3.5ms)、性能可靠，完全满足柔性直流输电系统中作功率模块用旁路接触器的要求。

进一步的，所述静出线座、真空灭弧室、动出线座、弹簧触指等有机结合为一个固封集成极柱，电气性能不受外界环境影响，有效地提高了产品的绝缘性能。

进一步的，真空灭弧室动端采用滑动连接，接触阻力小，动端连接需要的空间小，特别适合要求电流大而体积小的接触器产品。

进一步的，双头螺杆设正反丝螺纹，旋转双头螺杆，此时正丝螺纹走一圈时，反丝螺纹反向走一圈，实现了双倍的超程调节量。

附图说明

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型右视局部剖视图；

图3为本实用新型主视局部剖视图；

图4为本实用新型主视A-A向剖视图(接触器分闸)。

图5为本实用新型主视A-A向剖视图(接触器合闸)。

其中：1-接触器框架、2-固封极柱、3-动出线座、4-凹槽、5-弹簧触指、6-真空灭弧室、7-静出线座、8-真空灭弧室动导电杆、9-连接螺钉、10-连接螺钉外六方台阶、11-盖板、12-绝缘子内螺纹、13-触头弹簧、14-绝缘子、15-绝缘子内置反丝螺孔、16-双头螺杆、17-L型连板、18-隔磁铝板、19-静铁芯、20-磁缸、21-合闸线圈、22-辅助开关、23-动铁芯、24-分闸弹簧、25-永磁体、26-拐臂、27-弯板、28-电源盒、29-电容盒、30-分合闸指示、31-永磁机构、32-封板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

本实用新型提供的一种柔性直流输电用固封式快速真空接触器，包括主导电回路，所述主导电回路连接有操动回路，所述操动回路连接有永磁机构。其中，所述主导电回路与操动机构之间设有绝缘子14，且通过连接螺钉紧固连接，所述操动回路与永磁机构之间设有双头螺钉16实现连接。

所述主导电回路包括固封极柱2以及浇注在固封极柱2上端的静出线座7、真空灭弧室6和动出线座3等导电部件，且固封极柱2采用的是环氧材料。

其中，静出线座7设置在真空灭弧室6的静端面上方，且与真空灭弧室6上的静导电杆之间通过第一紧固螺钉连接；动出线座3设置在真空灭弧室6的动端下方，与真空灭弧室6上的动导电杆8之间采用滑动连接，动出线座3上设置有凹槽4，凹槽4设置在动出线座3与动导电杆8的连接处。所述凹槽4内装有弹簧触指5，通过核算弹簧触指5的接触压力、接触电阻与热稳定性，来保证动导电杆8与动出线座3的有效连接。

固封极柱2下端开设有第一空腔，所述绝缘子14上端置于第一空腔内，且与真空灭弧室6上的动导电杆8之间通过连接螺钉9连接。

绝缘子14上开设有第二空腔，所述第二空腔为T型结构，在第二空腔的大端开设有内螺纹12，且其小端内安装有触头弹簧13。在第二空腔的大端安装有盖板11，盖板11的外沿设有外螺纹，用以与绝缘子14上的内螺纹12旋转配合。通过盖板11将触头弹簧13压进绝缘子14上的第二空腔内，使得触头弹簧13为真空灭弧室6提供保持在合闸位置的压力；同时，盖板11的中心处开设有内六方定位孔。

所述连接螺钉9为倒“T”型结构，其上端为外螺纹杆，中部设有第一外六方台阶10，下端为圆柱端面。所述连接螺钉9上端穿过盖板11上的内六方定位孔，与真空灭弧室6上的动导电杆8连接；下端伸入到绝缘子14上的第二空腔内，通过旋转盖板11将连接螺钉9和触头弹簧13压人第二空腔内。再旋转绝缘子14，通过盖板11中心的内六方孔的限位，将连接螺钉9压紧在真空灭弧室6的动端面上。

所述操动机构包括框架1，所述框架1设置有第三空腔，所述绝缘子14下端置于第三空腔内。同时，所述绝缘子14的下端连接有双头螺杆16。

所述双头螺杆16上端设有反丝螺纹，下端设有正丝螺纹，中部设有带凹槽的第二外六方台阶。双头螺杆16的反丝螺纹端固定连接在绝缘子14下端设的内置反丝螺孔15上，正丝螺纹端与永磁机构31连接。

双头螺杆16中部外六方台阶上的凹槽内设有拐臂26，所述拐臂26一端间隙穿过双头螺杆16中部外六方台阶上的凹槽，另一端与固定在框架1的内侧壁上的弯板27之间通过轴连接。所述拐臂26连接有分合闸指示30，所述分合闸指示30设置在框架1的侧壁上。

所述双头螺杆的正丝螺纹端间隙地依次穿过永磁机构内的隔磁铝板18、静铁芯19、分闸弹簧24，最终固定连接在永磁机构的动铁芯23上，从而实现永磁机构动铁芯23与真空灭弧室6的动导电杆8的联动。

接触器框架1上装有封板32，实现操动机构的封闭式结构，永磁机构中的电源盒28、电容盒29均采用全封闭式结构。进而实现了整个接触器的全封闭式结构。

具体工作时：

当接到合闸指令时，由电源盒28向电容盒29提供电源，使得电容盒29中的电容对永磁机构中的合闸线圈21放电，合闸线圈21进而产生磁场力，克服了永磁机构分闸弹簧24的反力，使得永磁机构中的动铁芯23快速向静铁芯19吸合，此时，动铁芯23通过双头螺杆16、绝缘子14、连接螺钉9的力传导，带动真空灭弧室6的动导电杆8向上运动，实现了真空灭弧室6的动端面向静端面快速合闸，同时依靠永磁体25的永磁力将真空灭弧室6一直保持在合闸状态，而整个合闸时间≤3.5ms。

分闸为手动分闸，采用杠杆原理，通过操作拐臂26，使得拐臂26带动双头螺杆16向下运动，再加分闸弹簧24的弹力共同克服了永磁体25的磁场力，实现了真空灭弧室6上动、静触头的分离。由绝缘子14下端连接的L型连板17带动永磁机构中的辅助开关22实现连动，可对外部提供接触器的电气动作信号。

实用新型本实用新型具有以下优点：

1、主导电回路为全绝缘结构，静出线座7、真空灭弧室6、动出线座3、弹簧触指5等有机结合为一个固封集成极柱，电气性能不受外界环境的影响，产品的绝缘性能高。

2、采用整体全封闭式结构，除一二次接线端子外，其余元器件均无外露，整体美观，抗污秽能力强。

3、主开关采用专用真空灭弧室，具有绝缘性能优良、寿命长、安全可靠、体积小等优点。

4、真空灭弧室动端采用滑动连接，运动阻力小，动端连接需要的空间小，特别适合大电流产品，能有效减小产品的体积。

5、采用带正反丝螺纹的双头螺杆上，可实现双倍的超程调节量，调节方便，工作效率高。

本实用新型结构独创、体积小、工作电流大(可至2000A)、绝缘性能高、合闸速度快(≤3.5ms)、抗污秽能力强、性能可靠，完全满足柔性直流输电系统中作功率模块用旁路接触器的要求。